[发明专利]应用于光刻的光瞳相位优化方法

说明书

本发明提供一种应用于光刻的光瞳相位优化方法，将光瞳相位分布作为优化变量，扩大了优化自由度，因此，本发明能够进一步降低光刻成像误差，提高光刻成像质量；同时，本发明将目标函数构造为各视场点成像保真度函数的平均值，而各视场点成像保真度函数与各视场对应的图形像差有关，从而在优化过程中综合考虑了光刻物镜的全视场像差信息，因此，本发明优化得到的光瞳相位分布，不只适用于特定视场点的光刻成像，而且适用于全视场光刻成像；由此可见，本发明有助于提高实际工况中的三维掩模和含有像差的大视场光刻物镜的全视场光刻成像保真度，提高光刻工艺稳定性。

技术领域

本发明属于集成电路设计、制造装备、工艺、显微成像和望远成像等分辨率增强技术领域，尤其涉及一种应用于光刻的光瞳相位优化方法。

背景技术

光刻是超大规模集成电路制造领域的关键技术。目前工业界的光刻系统通常工作在波长为193nm深紫外波段，随着集成电路的特征尺寸缩短至14nm及以下，掩模版图上的最小线条宽度已经远远小于光源波长。因此，三维掩模带来的复杂衍射效应将导致光刻成像的失真、偏移或分辨率下降，此时光刻系统必须采用分辨率增强技术，以提高光刻成像质量。

然而，常见的光刻分辨率增强技术，如光源优化技术(CN 104133348 B，2016.04.27)、光学邻近效应校正(CN 102269926 B，2012.08.15)和光源—掩模联合优化技术(CN 102692814 B，2013.09.11)，在优化光源和掩模的过程中均会导致三维掩模衍射频谱的变化。因此，上述方法均难以补偿三维掩模带来的复杂衍射效应。

此外，光刻系统中存在着多种误差(包含但不限于光学设计误差、物镜加工误差、系统装调误差以及曝光过程中透镜受热变形产生的面型误差)引起的像差。对于大视场的浸没式投影光刻系统，光刻物镜不同视场点对应的像差有所差异。由于像差是影响光波成像的关键因素，这种差异将会导致硅片上各区域成像不均匀，降低光刻工艺稳定性。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种应用于光刻的光瞳相位优化方法，能够提高全视场光刻成像保真度，提高光刻工艺稳定性。

一种应用于光刻的光瞳相位优化方法，包括以下步骤：

S1：获取光源图形和掩模图形对应的三维掩模衍射频谱，并初始化光瞳相位分布；

S2：构造目标函数D

其中，为目标图形中坐标为(x,y)的像素点的像素值，Z(x,y,W,W_abe,m)表示光刻胶中成像坐标为(x,y)的像素点的像素值，F_m为光刻物镜第m个视场点对应的成像保真度函数，W_abe,m为光刻物镜第m个视场点对应的像差，k为光刻物镜视场点的个数，其中，光刻胶中成像各像素点的像素值利用矢量成像模型通过步骤S1中的三维掩模衍射频谱、光瞳相位分布W和光刻物镜像差W_abe,m计算得到；

S3：将光瞳相位分布W进行泽尼克多项式展开，得到其中，Γ_i是第i项泽尼克多项式，c_i为第i项泽尼克多项式对应的泽尼克系数，i＝1,2,…,37；

S4：采用共轭梯度法不断更新泽尼克系数c_i，然后计算当前泽尼克系数c_i对应的光瞳相位分布W和目标函数D，直到目标函数D的值小于预定阈值或更新泽尼克系数c_i的次数达到预定上限值，则将当前的光瞳相位分布W确定为经过优化后的光瞳相位分布。

有益效果：